Tài liệu Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước phục vụ công tác cấp phép xả nước thải

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC ---------------------$$$----------------------- BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGUỒN NƯỚC PHỤC VỤ CÔNG TÁC CẤP PHÉP XẢ NƯỚC THẢI CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC CHỦ NHIỆM Nguyễn Chí Công 7349 14/5/2009 HÀ NỘI, 2007 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp MỤC LỤC MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 5 Đặt vấn đề ......................................................................................................................... 5 Mục tiêu, phạm vi, mức độ và đối tượng nghiên cứu ........................................................ 5 Nội dung nghiên cứu chủ yếu............................................................................................ 6 Các hoạt động nghiên cứu ................................................................................................ 6 1. CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN .......................................... 8 1.1 Khái niệm khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước ...................... 8 1.1.1 Xuất xứ.................................................................................................................... 8 1.1.2 Một số khái niệm liên quan .................................................................................... 8 1.1.3 Các định nghĩa ....................................................................................................... 9 1.2 Sự xáo trộn và biến đổi của nước thải trong sông ................................. 10 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.3 Xáo trộn của nước thải theo độ rộng sông ........................................................... 10 Xáo trộn của nước thải theo độ sâu sông ............................................................ 11 Biến đổi nồng độ chất ô nhiễm của nước thải vào nước sông.............................. 12 Mức độ xáo trộn ................................................................................................... 13 Cơ sở và căn cứ đánh giá khả năng tiếp nhận........................................ 13 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 Vấn đề đánh giá KNTN......................................................................................... 13 Mục đích sử dụng nước và tiêu chuẩn chất lượng nước mặt ............................... 14 Đặc điểm của nguồn nước tiếp nhận.................................................................... 16 Đặc điểm của nguồn nước thải............................................................................. 17 Các yếu tố về thời tiết, khí tượng.......................................................................... 18 Tiêu chuẩn xả thải và cấp phép xả nước thải....................................................... 18 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN............. 20 2.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước............................................ 20 2.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước ......................................................................... 20 2.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước......................................................................... 21 2.2 Đánh giá KNTN trong điều kiện xáo trộn hoàn toàn ............................ 22 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.2.8 2.3 Đánh giá KNTN trong điều kiện xáo trộn không hoàn toàn ................. 30 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.4 Yêu cầu thực tế ..................................................................................................... 22 Các điều kiện áp dụng (hay các giải thiết)........................................................... 23 Yêu cầu về số liệu ................................................................................................. 23 Cơ sở lý thuyết ...................................................................................................... 24 Áp dụng bài toán thực tế....................................................................................... 25 Hệ số hiệu chỉnh KNTN ........................................................................................ 26 Tính khoảng cách xáo trộn trong sông................................................................. 27 Xác định hệ số khuếch tán Dy bằng đo đạc.......................................................... 29 Các trường hợp nước thải không xáo trộn hoàn toàn với nước sông ................. 30 Xác định khoảng cách xáo trộn ............................................................................ 31 Công thức và kết quả tính hệ số Chezy................................................................. 31 Kiểm tra mức độ xáo trộn của nước thải với nước sông ...................................... 32 Đánh giá KNTN .................................................................................................... 32 Một số mô hình toán điển hình .............................................................. 33 File: BC Tong hop Trang 1 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp 3. ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KNTN ........................ 39 3.1 3.2 Trình tự và nội dung các bước đánh giá KNTN .................................... 39 Các yêu cầu khi đánh giá KNTN ........................................................... 40 3.2.1 Các trường hợp cần đánh giá KNTN ................................................................... 40 3.2.1 Yêu cầu về số liệu, tài liệu .................................................................................... 40 3.3 Đánh giá KNTN cho sông Cầu và KCN Gang thép Thái Nguyên........ 41 3.2.1 Nước thải .............................................................................................................. 41 3.2.2 Nguồn tiếp nhận ................................................................................................... 41 3.2.3 Kết quả tính toán .................................................................................................. 41 3.4 Sông Thương và Nhà máy Phân đạm Hà Bắc ....................................... 44 3.4.1 Đặc điểm nguồn nước........................................................................................... 44 3.4.2 Đặc điểm các nguồn xả ........................................................................................ 46 3.4.3 Đo thủy văn, lấy mẫu và phân tích chất lượng nước............................................ 48 3.5 Đánh giá chất lượng nước Sông Thương............................................... 54 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.5.4 3.6 Ứng dụng mô hình MIKE 11 cho Sông Thương khu vực NM Đạm..... 56 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.6.5 3.7 Sông Thương và các hoạt động KT-XH liên quan................................................ 54 Diễn biến chất lượng nước trên đoạn sông Thương nghiên cứu.......................... 54 So sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước .............................................................. 55 Đánh giá khả năng tiếp nhận của đoạn sông nghiên cứu .................................... 56 Đánh giá khả năng xáo trộn của các chất ô nhiễm .............................................. 56 Sơ đồ mô phỏng mạng lưới sông .......................................................................... 56 Số liệu, tài liệu sử dụng trong mô hình................................................................. 59 Hiệu chỉnh mô hình và các phương án mô phỏng ................................................ 59 Kết quả mô phỏng và nhận xét ............................................................................. 60 Đề xuất các phương án xả thải cho khu vực nghiên cứu....................... 63 3.7.1 Phương án xử lý nước thải ................................................................................... 63 3.7.2 Thời gian xả, Quy trình xả nước thải ................................................................... 63 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................... 65 4.1 4.2 Kết luận .................................................................................................. 65 Kiến nghị................................................................................................ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 67 PHỤ LỤC ........................................................................................................... 69 A. Kết quả đợt đo năm 2004 .......................................................................... 69 B. Kết quả đợt đo năm 2005 .......................................................................... 82 C. Cơ sở lý thuyết và khả năng của một số mô hình chất lượng nước .......... 91 File: BC Tong hop Trang 2 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp LIỆT KÊ CÁC HÌNH Hình 1.1 Sự xáo trộn của nước thải theo chiều rộng sông .................................................... 10 Hình 1.2. Nước thải chỉ xáo trộn trên một phần mặt cắt ngang sông.................................. 10 Hình 1.3. Nước thải chỉ xáo trộn trên một phần sông ........................................................... 11 Hình 1.4. Sự xáo trộn của nước thải theo chiều sâu và chiều rộng sông .............................. 11 Hình 1.5. Nồng độ chất ô nhiễm thay đổi theo chiều ngang sông ........................................ 12 Hình 1.6 Nồng độ các chất ô nhiễm suy giảm theo chiều dọc sông .................................... 12 Hình 2.1 Nước thải hòa trộn đều với nước sông .................................................................. 23 Hình 2.2 Mô tả khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm của nước sông ........................................ 27 Hình 2.3 Các đặc trưng trong tính khoảng cách xáo trộn .................................................... 28 Hình 2.4 Xác định hệ số khuếch tán Dy bằng đo đạc .......................................................... 29 Hình 2.5 Đoạn sông tiếp nhận nước thải xáo trộn không hoàn toàn.................................... 30 Hình 2.6. Nước thải chỉ lan truyền theo một phần mặt cắt ngang sông ............................... 30 Hình 3.1 Hệ thống sông Thương, sông Lục Nam, sông Cầu ............................................... 45 Hình 3.2 Sông Thương khu vực nghiên cứu và Trạm Thủy văn Phủ Lạng Thương ........... 45 Hình 3.3 Cửa xả nước thải Nhà máy Phân đạm Hà Bắc ...................................................... 47 Hình 3.4 Điểm xả nước thải Nhà máy Phân đạm Hà Bắc.................................................... 47 Hình 3.5 Kết quả đo lưu lượng, mực nước năm 2004 tại P.L.Thương ................................ 50 Hình 3.6 Kết quả đo mực nước năm 2005 tại P.L.Thương.................................................. 50 Hình 3.7 Kết quả đo lưu lượng nước năm 2005 tại P.L.Thương ......................................... 50 Hình 3.8 Sơ đồ lấy mẫu chất lượng nước............................................................................. 53 Hình 3.9 Sơ đồ tính toán mạng sông Thương ...................................................................... 57 Hình 3.10 Quá trình biến đổi DO trên dọc đoạn sông tính toán .......................................... 61 Hình 3.11 Quá trình biến đổi BOD5 trên dọc đoạn sông tính toán ...................................... 61 Hình 3.12 Quá trình biến đổi NH4+ trên dọc đoạn sông tính toán ....................................... 61 File: BC Tong hop Trang 3 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp LIỆT KÊ CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các mức độ xáo trộn chất ô nhiễm trong sông ..................................................... 13 Bảng 1.2 Khả năng tiếp nhận ô nhiễm của nguồn cấp nước sinh hoạt ................................ 15 Bảng 1.3 Khả năng tiếp nhận của nguồn nước bảo vệ đời sống thủy sinh .......................... 16 Bảng 1.4 So sánh chất lượng nước sông với các Tiêu chuẩn chất lượng nước.................... 19 Bảng 2.1 Giá trị của Hệ số hiệu chỉnh Fs............................................................................. 26 Bảng 2.2. Tính giá trị của hệ số Chezy cho một số loại đoạn sông ...................................... 32 Bảng 2.3 Các thông số có thể mô phỏng trong MIKE 11-WQ ............................................ 36 Bảng 2.4 So sánh các tính năng và đặc điểm của các mô hình ............................................ 38 Bảng 3.1 Tính khả năng tiếp nhận của sông Cầu đối với nước thải của KCN Gang thép Thái Nguyên ............................................................................................... 42 Bảng 3.2. Mực nước cao nhất và thấp nhất thời kỳ quan trắc.............................................. 44 Bảng 3.3: Đánh giá khả năng xáo trộn của các chất ô nhiễm trên đoạn sông Thương nghiên cứu........................................................................................................... 58 BẢNG VIẾT TẮT KNTN.........Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Qsông ..........Lưu lựơng nước sông Qxả..............Lưu lượng nước thải được xả ra sông Csông...........Nồng độ của một chất ô nhiễm có sẵn trong nước sông Cxả ..............Nồng độ của một chất ô nhiễm có trong nước thải xả ra Ctc...............Nồng độ cho phép của chất ô nhiễm theo TCVN Lsông ..........Tải lượng của 1 chất ô nhiễm có trong nước sông Lxả .............Tải lượng của 1 chất ô nhiễm có trong nước thải Ltc ..............Tải lượng tối đa chất ô nhiễm cho phép có trong nguồn nước V.................Lưu tốc trung bình của nước sông Y.................Khoảng cách theo chiều ngang sông chịu ảnh hưởng nước thải Ly ...............Khoảng cách dọc sông kể từ điểm xả đến vị trí mặt cắt Y Fs ................Hệ số hiệu chỉnh khả năng tiếp nhận File: BC Tong hop Trang 4 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện nay, nước thải của nhiều cơ sở sản xuất, các khu công nghiệp, khu đô thị, làng nghề được đổ vào sông, suối gây ô nhiễm nguồn nước, tác hại đến các sinh vật sống dưới nước, đồng thời ảnh hưởng đến việc lấy nước sông dùng cho các mục đích sử dụng khác nhau. Một trong những biện pháp phòng, chống ô nhiễm nguồn nước là cấp phép xả nước thải vào nguồn nước. Nhà nước đã ban hành Nghị định 149/2004/NĐ-CP và Thông tư 02/2005/TT-BTNMT quy định và hướng dẫn việc cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước và xả nước thải vào nguồn nước. Do vậy, công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước đang được Bộ TNMT và các Sở TNMT khẩn trương triển khai thực hiện. Việc cấp phép xả nước thải vào nguồn nước là loại công việc hoàn toàn mới mẻ ở nước ta. Để thực hiện được công tác cấp phép đó, cần phải có những cơ sở khoa học và thực tiễn xác đáng cùng với các phương pháp và những công cụ thích hợp để đánh giá được khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước trong các điều kiện thực tế về nguồn lực và khả năng quản lý ở các địa phương. Cho đến nay, ở nước ta hầu như còn rất ít các nghiên cứu thuộc lĩnh vực này. Do vậy, việc nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước, phục vụ công tác cấp phép xả nước thải cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn. Mục tiêu, phạm vi, mức độ và đối tượng nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của Đề tài là cung cấp cơ sở và tiêu chí để: a) Xác định khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước; b) Đề xuất phương pháp và công cụ đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước nhằm hỗ trợ công tác cấp phép xả nước thải. Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn về phạm vi nghiên cứu của Đề tài là đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông. Mức độ nghiên cứu: Lý thuyết về sự lan truyền, pha loãng, phân hủy, xáo trộn, khuếch tán chất ô nhiễm trong nguồn nước sông rất rộng, liên quan đến nhiều lĩnh vực và đã được nghiên cứu khá nhiều cả ở trong và ngoài nước. Đề tài này không đi sâu vào việc nghiên cứu phân tích tất cả các cơ sở lý thuyết đó, mà chỉ tập trung vào việc rà sóat các phương pháp tính toán pha loãng, xáo trộn, khuếch tán chất ô nhiễm có trong nước thải vào trong nước sông; xem xét các cơ sở thực tiễn, tiêu chí và căn cứ để đánh giá khả năng tiếp nhận; rà soát các mô hình toán. Từ đó, Đề tài lựa chọn và kiến nghị áp dụng một số phương pháp, một số mô hình toán thích hợp cho việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của các nguồn nước sông trong các điều kiện phù hợp về trình độ và năng lực quản lý tài nguyên nước ở các địa phương của Việt Nam, phục vụ trực tiếp cho công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước. File: BC Tong hop Trang 5 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp Đối tượng nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu được lựa chọn là một đoạn sông thuộc phần hạ lưu sông Thương gần thành phố Bắc Giang. Đọan sông này nhận nước thải chủ yếu từ Nhà máy Phân đạm Hà Bắc. Nguồn nước thải của Nhà máy cùng với đoạn sông nhận nước thải là đối tượng chủ yếu của Đề tài nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu chủ yếu Các nội dung chủ yếu của Đề tài nghiên cứu này gồm: • Xem xét cơ sở và tiêu chí đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông trong các trường hợp xáo trộn khác nhau; • Nghiên cứu, lựa chọn, đề xuất phương pháp hợp lý để đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước trong các trường hợp xáo trộn khác nhau; • Rà soát các mô hình toán mô phỏng lan truyền, khuyếch tán chất ô nhiễm; • Thu thập các tài liệu, đánh giá hiện trạng nguồn nước của đoạn sông nghiên cứu; Khảo sát, điều tra, thống kê và đánh giá các nguồn gây ô nhiễm; Đo đạc thuỷ văn, lấy và phân tích các mẫu nước; Phân tích tổng hợp tình hình chất lượng nước của vị trí nghiên cứu; ứng dụng mô hình MIKE 11 mô phỏng lan truyền, khuyếch tán chất ô nhiễm; • Nghiên cứu, đề xuất các phương án xả nước thải cho khu vực nghiên cứu. Các hoạt động nghiên cứu Các hoạt động của Đề tài đã được triển khai thực hiện theo các nội dung nghiên cứu trong Đề cương được phê duyệt. Trước hết, các thông tin về các nghiên cứu ở trong và ngoài nước có liên quan đến các nội dung nghiên cứu của Đề tài đã tổng hợp. Tiếp đến, việc tổ chức các đợt điều tra, khảo sát thực tế khu vực nghiên cứu đã được tiến hành để nắm thông tin về: Đặc điểm đoạn sông nghiên cứu, các nhập lưu, phân lưu lân cận; Các công trình điều tiết trên sông có tác động đến dòng chảy như hệ thống Hồ-Đập Cầu Sơn; Các trạm đo đạc thủy văn như trạm Phủ Lạng Thương, trạm Cầu Sơn; Các điểm xả nước thải xung quanh khu vực; Tình hình sản xuất ở khu vực nghiên cứu và các tác động đến đoạn sông Thương nghiên cứu. Việc lập kế hoạch, thiết kế đo đạc thủy văn, chất lượng nước đã được thực hiện trên cơ sở kết quả điều tra, khảo sát thực tế cùng với những thông tin khác về điều kiện thủy văn của hệ thống sông Thương. Hai đợt đo thủy văn, lấy mẫu và phân tích nước sông, nước thải đã được triển khai vào tháng 12/2004 và tháng 11/2005. Việc đo đạc thủy văn, lấy mẫu và phân tích chất lượng nước được thực hiện bởi các cơ quan chuyên môn và phòng thí nghiệm có đủ năng lực và kinh nghiệm trong các lĩnh vực này là Trung tâm Nghiên cứu Môi trường thuộc Viện Khí tượng-Thủy văn và Môi trường và Trung tâm Mạng lưới Khí tượng-Thủy văn và Môi trường thuộc Bộ TNMT. Đề tài đã nghiên cứu, tổng hợp và trình bày các yêu cầu về thông tin, tài liệu, tiêu chuẩn cần thiết cho việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông. Đó là các Tiêu chuẩn Việt nam quy định về chất lượng nước nguồn nước mặt, chất lượng nước thải và các thông tin cần thiết bao gồm: Mục đích sử dụng của nguồn File: BC Tong hop Trang 6 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp nước; Đặc điểm nguồn nước tiếp nhận; Đặc điểm nguồn nước thải; Yếu tố về thời tiết, khí hậu. Đề tài đã tiến hành phân tích các điều kiện xáo trộn thường xảy ra trong thưc tế của nước thải với nước sông. Trên cơ sở đó, Đề tài đã đề xuất các phương pháp đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải trong các điều kiện xáo trộn hoàn toàn và xáo trộn không hoàn toàn với những ví dụ cụ thể để minh họa. Tiếp theo, Đề tài đã tiến hành rà sóat một số mô hình toán điển hình từ đơn giản đến phức tạp và khả năng ứng dụng trong thực tế của những mô hình này để tính toán, phân tích sự lan truyền, khuếch tán chất ô nhiễm; đồng thời chỉ rõ các điều kiện áp dụng, yêu cầu về số liệu đo đạc và những ưu điểm và hạn chế khi áp dụng từng mô hình trong điều kiện thực tế. Đề tài đã áp dụng mô hình MIKE 11 để đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước cho đọan sông Thương được nghiên cứu với điểm xả chủ yếu là Nhà máy Phân đạm Hà Bắc. Từ kết quả phân tích, đánh giá, mô phỏng diễn biến chất lượng nước khu vực nghiên cứu, Đề tài đã đề xuất các phương án xả, thời gian xả và quy trình xả nước thải thích hợp cho Nhà máy Phân đạm nhằm giảm thiểu mức độ ô nhiễm nguồn nước và tận dụng khả năng pha loãng, tự làm sạch của nguồn nước sông Thương. File: BC Tong hop Trang 7 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp 1. CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN 1.1 Khái niệm khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước 1.1.1 Xuất xứ Khái niệm “Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước” (KNTN) có lẽ có xuất xứ ở đâu đó trong các báo cáo hội thảo, các sách giáo khoa trong và ngoài nước. Trong các văn bản quy phạm pháp luật của Việt Nam, Luật Tài nguyên nước (1998) có quy định tại Điều 18, Khoản 2 là: “Việc cấp phép xả nước thải vào nguồn nước phải căn cứ vào khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước”. Tuy nhiên, Luật Tài nguyên nước và các văn bản dưới Luật đều không giải thích cụ thể về cụm từ này. Đến nay, vẫn chưa có một định nghĩa chung và thống nhất về khái niệm Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. 1.1.2 Một số khái niệm liên quan Do chưa có một định nghĩa chung và thống nhất về khái niệm Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước, vì thế chúng ta hãy xem xét một số khái niệm tương tự hoặc có liên quan dưới đây. Luật Bảo vệ Môi trường (2005) có giải thích từ cụm từ “Sức chịu tải của môi trường” là giới hạn cho phép mà môi trường có thể tiếp nhận và hấp thụ các chất gây ô nhiễm. Từ điển Thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành thủy lợi Anh –Việt (Nhà Xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2002) [3] có giải thích một số khái niệm sau: - Khả năng tiếp nhận (Acceptance Capacity) (tại trang 975) là: Lượng chất gây ô nhiễm mà một nguồn nước/thủy vực có thể chấp nhận mà độ ô nhiễm không vượt quá một mức nhất định; - Sự đồng hóa (Assimilation) (tại trang 976) là: Khả năng tự làm sạch của một nguồn nước/thủy vực khỏi các chất gây ô nhiễm; - Khả năng đồng hóa (Assimilative Capacity) (tại trang 961) là lượng các các chất gây ô nhiễm mà một thủy vực/nguồn nước hay một vùng đất có thể hấp thụ và trung hòa trước khi chúng bắt đầu gây ra sự suy giảm đáng kể tính đa dạng sinh học và/hoặc chất lượng môi trường. Trong các sách giáo khoa về môi trường, khái niệm khả năng tiếp nhận nước thải gắn liền với sự đồng hóa hay khả năng tự làm sạch của nguồn nước. Trong những khái niệm và định nghĩa nêu trên, có khái niệm Khả năng tiếp nhận (Acceptance Capacity) gần giống với khái niệm khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước mà Đề tài này đang xem xét và có phần nào gần đúng với thực tế của công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước của chúng ta hiện nay. File: BC Tong hop Trang 8 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp 1.1.3 Các định nghĩa Hiện nay, trong công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước, các cơ quan cấp phép của Việt Nam phải xem xét nguồn nước tiếp nhận nước thải đang được sử dụng hoặc được quy định sử dụng với mục đích gì. Với mỗi mục đích sử dụng nguồn nước thì có Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt tương ứng. Các tiêu chuẩn chất lượng nước mặt do Nhà nước ban hành (TCVN) với mỗi giá trị giới hạn chỉ có thể áp dụng cho một lọai mục đích sử dụng cụ thể. Ví dụ, các giá trị giới hạn trong cột A của TCVN 5942-1995 áp dụng đối với nước mặt có thể dùng làm nguồn cấp nước sinh họat, trong khi các giá trị giới hạn trong cột B của Tiêu chuẩn đó thì được áp dụng đối với nước mặt dùng cho các mục đích khác. Khi chất lượng nước của một đoạn sông, suối nào đó đã đạt đến giới hạn quy định theo mục đích sử dụng của nguồn nước đó thì có thể coi là đoạn sông, suối đó không còn khả năng tiếp nhận nước thải nữa. Như vậy, có thể hiểu Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước là khả năng của nguồn nước tiếp nhận nước thải đến một mức cho phép nhất định. Tại mức cho phép đó, nồng độ các thông số ô nhiễm có trong nước nguồn không được vượt quá giới hạn được quy định theo mục đích sử dụng của nguồn nước. Cách làm này đã được áp dụng tại Cục Quản lý tài nguyên nước trong công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước hiện nay. Trên cơ sở đó, tác giả xin đề xuất một định nghĩa về khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước như dưới đây. Định nghĩa: Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước (KNTN) là khả năng của nguồn nước có thể tiếp nhận lượng nước thải bị ô nhiễm được đặc trưng bởi thông số ô nhiễm mà không làm nguồn nước bị ô nhiễm theo quy chuẩn, tiêu chuẩn quy định. Định nghĩa nêu trên về Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sẽ được dùng làm cơ sở cho các phương pháp đánh giá KNTN sẽ trình bày trong Báo cáo này. Cùng với khái niệm KNTN đã được định nghĩa, có một khái niệm khác là Hệ số hiệu chỉnh KNTN sẽ được sử dụng như một công cụ hỗ trợ trong các phương pháp đánh giá KNTN. Hệ số này sẽ được trình bày chi tiết tại Mục 2.2 của Báo cáo. Tuy nhiên, để thuận tiện cho người đọc theo dõi các phần nội dung của Báo cáo, tác giả xin trình bày định nghĩa về Hệ số này như dưới đây. Định nghĩa: Hệ số hiệu chỉnh khả năng tiếp nhận (Fs) là hệ số được dùng để “hiệu chỉnh” kết quả tính toán KNTN nước thải khi các điều kiện đưa vào tính toán không hoàn toàn đúng với các điều kiện thực tế ở đoạn sông. Giá trị lớn nhất của Fs bằng một (1,0) khi các điều kiện giả thiết để tính toán phù hợp với điều kiện thực tế ở đoạn sông. File: BC Tong hop Trang 9 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp 1.2 Sự xáo trộn và biến đổi của nước thải trong sông Để có cơ sở và căn cứ đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước, trước hết chúng ta cần xem xét các hiện tượng xảy ra khi có một nguồn nước thải đổ vào một đoạn sông nào đó. Sau khi nước thải được xả vào sông sẽ có đồng thời 2 quá trình xảy ra là: a)- Quá trình xáo trộn vật lý giữa nước thải vào nước sông; b)- Quá trình khoáng hóa các chất bẩn hữu cơ trong nước sông. Tuy nhiên, phạm vi của Đề tài này chỉ tập trung nghiên cứu quá trình xáo trộn vật lý giữa nước thải với nước sông. 1.2.1 Xáo trộn của nước thải theo độ rộng sông Trên một đoạn sông, có một nguồn nước thải đổ vào tại một bên bờ phải của sông (Hình 1.1). Nếu kể từ điểm xả thì phải đến một khoảng cách nhất định (Ly) nào đó, nước thải mới có thể hòa trộn với nước sông đạt đến một độ rộng nhất định (Y). Khi độ rộng xáo trộn Y bằng độ rộng Bsông là lúc nước thải đã xáo trộn trên cả bề rộng sông. Qs Y Bsông Ly Điểm xả Hình 1.1 Sự xáo trộn của nước thải theo chiều rộng sông Tuy nhiên, trong thực tế cũng có nhiều trường hợp xảy ra khi nguồn xả có lưu lượng nhỏ và sông rộng có lượng lớn thì nước thải chỉ có thể xáo trộn với nước sông và lan truyền ở một phần của mặt cắt ngang sông và chỉ đạt đến mức tối đa với chiều rộng là Y (Hình 1.2). Qs Bsông Y Ly Điểm xả Hình 1.2. Nước thải chỉ xáo trộn trên một phần mặt cắt ngang sông Nhận xét: Như vậy, trong trường hợp thứ nhất (Hình 1.1) khi độ rộng xáo trộn Y bằng độ rộng Bsông là lúc nước thải đã xáo trộn trên cả bề rộng sông, thì việc tính toán đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của sông được tính toán cho cả bề rộng sông. File: BC Tong hop Trang 10 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp Nhưng trong trường hợp thứ hai (Hình 1.2), phần sông có chiều rộng bên trái là (Bsông-Y) không tham gia vào việc tiếp nhận nước thải, nên khả năng tiếp nhận nước thải của sông chỉ có thể được tính toán trên chiều rộng là Y, tức là phần sông bên phải có nước thải xáo trộn với nước sông. Hình 1.3. Nước thải chỉ xáo trộn trên một phần sông 1.2.2 Xáo trộn của nước thải theo độ sâu sông Nếu được xả trên mặt và tại giữa sông (Hình 1.4), thì phải đến một khoảng cách nào đó, nước thải mới có thể hòa trộn với nước sông đạt đến một độ sâu nhất định (Z). Điểm xả A(x, y, z) z y y z x V x Hình 1.4. Sự xáo trộn của nước thải theo chiều sâu và chiều rộng sông Khi nước thải đã hòa trộn với nước sông ở đáy sông thì có thể coi là nước thải đã xáo trộn trên toàn bộ chiều sâu của sông. Trong trường hợp nước thải được “xả ngầm”, tức là miệng ống xả được đặt chìm dưới mặt nước, thì quá trình xáo trộn của nước thải vào nước sông theo chiều thẳng đứng bao gồm cả 2 quá trình xáo trộn từ vị trí miệng ống xả đến mặt nước và xáo trộn File: BC Tong hop Trang 11 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp từ vị trí miệng ống xả xuống đến đáy sông. 1.2.3 Biến đổi nồng độ chất ô nhiễm của nước thải vào nước sông Khi nước thải hòa trộn với nước sông, nồng độ chất ô nhiễm có trong nước thải (Cxả) sẽ biến đổi theo không gian và thời gian. Trên một mặt cắt ngang sông (Hình 1.5), trong vùng chịu ảnh hưởng của nước thải, nồng độ chất ô nhiễm là C1, C2; trong vùng chưa bị ảnh hưởng nước thải, nồng độ chất ô nhiễm là C3 (là nồng độ chất ô nhiễm có sẵn trong sông, hay Csông). * C3 V Qsông Csông * C2 Y * C1 Ly Điểm xả Qxả, Cxả Hình 1.5. Nồng độ chất ô nhiễm thay đổi theo chiều ngang sông Nồng độ các chất ô nhiễm thường bị suy giảm theo chiều dọc sông vì một số lý do như bị phân hủy, biến đổi, lắng đọng... Đây chính là quá trình tự làm sạch của sông. Khi nồng độ chất ô nhiễm giảm xuống có nghĩa là khả năng tiếp nhận nước thải của sông tăng lên. Điểm xả nước thải tập trung Quá trình tự làm sạch của sông làm giảm nồng độ chất ô nhiễm Vùng ảnh hưởng Hình 1.6 Nồng độ các chất ô nhiễm suy giảm theo chiều dọc sông File: BC Tong hop Trang 12 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp 1.2.4 Mức độ xáo trộn Trong thực tế, có một câu hỏi được đặt ra là khi nào thì một chất ô nhiễm có trong nước thải được coi là đã xáo trộn hòan toàn với nước sông. Như vậy, cần phải có tiêu chí nào đó về sự khác biệt của nồng độ chât ô nhiễm để đánh giá mức độ xáo trộn. Các nhà khoa học đã đưa ra một số phương pháp khác nhau để đánh giá mức độ xáo trộn. Trong số đó, cách đơn giản và tiện lợi nhất là dùng tỷ số giữa sự khác biệt về nồng độ (∆C) tại các vị trí khác nhau trên một mặt cắt ngang sông (kể cả theo chiều ngang và theo chiều sâu của sông) so với giá trị trung bình của nồng độ chất ô nhiễm (Ctb) trên mặt cắt ngang sông đó. Đó là tỷ số ∆C/Ctb. Tác giả đã tổng hợp thông tin từ nhiều tài liệu khác nhau và trình bày trong bảng dưới đây các mức độ xáo trộn của chất ô nhiễm trong sông được đánh giá theo tỷ số ∆C/Ctb. Bảng 1.1: Các mức độ xáo trộn chất ô nhiễm trong sông Giá trị của tỷ số ∆C/Ctb Mức độ xáo trộn < 0,10 Hoàn toàn 0,10 - 0,30 Khá 0,30 - 0,50 Trung bình > 0,50 Kém Khi phạm vi lan truyền và xáo trộn của nước thải vào nước sông chỉ diễn ra ở một phần mặt cắt ngang sông và đạt mức tối đa đến một độ rộng là Y thì có thể coi phạm vi xáo trộn đó đặc trưng bởi tỷ số Y/B. Đây là một yếu tố quan trọng trong việc đánh giá KNTN của sông khi nước thải không xáo trộn hoàn toàn với nước sông. 1.3 Cơ sở và căn cứ đánh giá khả năng tiếp nhận 1.3.1 Vấn đề đánh giá KNTN Từ những khái niệm nêu trên và từ những đặc điểm của sự xáo trộn, biến đổi của nước thải trong sông (như đã trình bày ở mục trước), thì để đánh giá KNTN, có một loạt các vấn đề được đặt ra là: Vị trí nào trên sông và thời điểm nào thích hợp cho việc đánh giá KNTN; Những yếu tố, điều kiện gì ảnh hưởng đến KNTN; Cơ sở nào, tiêu chí gì, phương pháp, cách thức nào để đánh giá được KNTN đó; Những tiêu chuẩn nào được dùng cho việc quy định giới hạn cho phép về nồng độ các chất ô nhiễm. Phần dưới đây sẽ đề cập đến các vấn đề đó. Việc đánh giá KNTN của một nguồn nước nào đó, trước hết phụ thuộc vào mục đích sử dụng của nguồn nước và tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cho mục đích sử dụng đó; tiếp đến là phụ thuộc vào các yếu tố tác động đến chất lượng của nguồn nước đó, bao gồm: Đặc điểm nguồn nước tiếp nhận; Đặc điểm nguồn nước thải; Các yếu tố về File: BC Tong hop Trang 13 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp thời tiết, khí hậu; ... Các mục dưới đây sẽ xem xét cụ thể về mục đích sử dụng của nguồn nước, tiêu chuẩn chất lượng nước và từng lọai yếu tố tác động đến chất lượng của nguồn nước với các quá trình xáo trộn của nước thải vào nước sông. 1.3.2 Mục đích sử dụng nước và tiêu chuẩn chất lượng nước mặt Mục đích sử dụng của nguồn nước và tiêu chuẩn chất lượng nước mặt là 2 loại thông tin cần biết trước hết trong việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. Nguồn nước được sử dụng cho mục đích gì thì tương ứng cần có tiêu chuẩn chất lượng nước thích hợp. Mục đích sử dụng nước Mỗi nguồn nước, mỗi đọan sông thường được dùng với một số mục đích khác nhau hoặc được khai thác sử dụng tổng hợp, chẳng hạn như cấp nước cho sinh hoạt, cấp nước cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, giải trí, du lịch, ... Hiện nay đã có một số địa phương có quy định cụ thể về phân vùng khai thác, sử dụng nguồn nước cho các sông suối trên địa bàn của địa phương mình. Tuy nhiên, hầu hết các địa phương trên toàn quốc đều chưa có quy định về phân vùng mục đích sử dụng cho các nguồn nước. Việc phân vùng mục đích sử dụng nước sẽ được tiến hành trong các quy hoạch tài nguyên nước cho các lưu vực sông để bảo đảm sự thống nhất trong việc khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước. Trong những trường hợp chưa có quy định về mục đích sử dụng nước thì việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải cho một nguồn nước, một đoạn sông nào đó cần phải dựa vào tình hình thực tế đang khai thác sử dụng nguồn nước đó. Chẳng hạn, tại đoạn sông nào đó có nhà máy nước đang lấy nước sông để cấp nước sinh hoạt cho nhân dân thì mục đích sử dụng nước của đoạn sông đó phải được coi là cấp nước sinh hoạt. • Mục đích sử dụng nguồn nước được xác định trên cơ sở các quy định, quy hoạch của địa phương hoặc thực tế nguồn nước ở đoạn sông đang được sử dụng vào mục đích cụ thể như cấp nước cho sinh hoạt, cấp nước cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, giải trí, du lịch, ... . • Mục đích sử dụng nguồn nước là căn cứ xác định Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt thích hợp, là cơ sở để xem xét trong đánh giá KNTN. Trong trường hợp nguồn nước được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau thì tiêu chuẩn chất lượng nước mặt được dùng để đánh giá KNTN là tiêu chuẩn cho mục đích sử dụng nước cao nhất (nước sạch nhất). • Mục đích sử dụng nguồn nước phải được UBND cấp tỉnh quy định cụ thể cho địa phương mình, hoặc được xác định trong các quy hoạch tài nguyên nước được cấp có thẩm quyền phê duyệt. Trong những trường hợp khác (chưa có quy định hoặc chưa có quy hoạch), thì mục đích sử dụng nguồn nước phải căn cứ vào tình hình thực tế sử dụng nguồn nước ở đoạn sông. File: BC Tong hop Trang 14 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt Các tiêu chuẩn chất lượng nước mặt do Nhà nước ban hành với các giá trị giới hạn khác nhau và mỗi giá trị giới hạn chỉ có thể áp dụng đối với nước mặt dùng cho một lọai mục đích sử dụng cụ thể. Ví dụ, các giá trị giới hạn trong cột A của TCVN 5942-1995 áp dụng đối với nước mặt có thể dùng làm nguồn cấp nước sinh họat, trong khi các giá trị giới hạn trong cột B của Tiêu chuẩn đó thì được áp dụng đối với nước mặt dùng cho các mục đích khác. Nhà nước đã ban hành một số tiêu chuẩn nước mặt dùng cho các mục đích sử dụng khác nhau, đó là: - TCVN 5942-1995 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt; - TCVN 6774-2000 Chất lượng nước ngọt bảo vệ đời sống thủy sinh; - TCVN 6773-2000 Chất lượng nước dùng cho thủy lợi. Khi xem xét liệu một đoạn sông nào đó đã bị vượt quá khả năng tiếp nhận nước thải hay chưa thì cần phải xem xét chất lượng nước của đoạn sông đó đã vượt quá tiêu chuẩn nước mặt thích hợp cho mục đích sử dụng nước của đoạn sông đó hay chưa. Nếu một nguồn nước sông hay một đọan sông nào đó được dùng để cấp nước cho sinh hoạt thì yêu cầu về chất lượng nước của đoạn sông đó phải đạt tiêu chuẩn về nước mặt loại A của TCVN 5942-1995. Khi chất lượng nước sông đã vượt quá TCVN 59421995 loại A có nghĩa là đọan sông đó không còn khả năng tiếp nhận nước thải nữa. Tuy nhiên, nếu nguồn nước của đoạn sông đó không được dùng để cấp nước cho sinh hoạt mà chỉ cần bảo đảm cho đời sống thủy sinh thì chỉ khi nào chất lượng nước sông vượt quá TCVN 6774-2000 thì đoạn sông đó mới được coi là không còn khả năng tiếp nhận nước thải nữa. Bảng 1.2 trình bày khả năng tiếp nhận nước thải của 2 nguồn nước sông cấp nước cho sinh hoạt. Chất lượng nước sông thực tế được so sánh với Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt TCVN 5942-1995. Có thể thấy rằng khi nồng độ BOD5 của nước sông vượt quá giới hạn giá trị 4 mg/l thì nước sông được coi như không còn khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm BOD5 nữa. Ví dụ trong Bảng 1.3 cho thấy khả năng tiếp nhận của nguồn nước sông có mục đích sử dụng là bảo vệ đời sống thủy sinh, do vậy tiêu chuẩn chất lượng nước mặt được dùng để xem xét là TCVN 6774-2000. Bảng 1.2 Khả năng tiếp nhận ô nhiễm của nguồn cấp nước sinh hoạt Trường hợp Thông số ô nhiễm Đơn vị Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt cấp cho sinh hoạt TCVN 5942-1995, loại A Chất lượng nước sông thực tế Khả năng tiếp nhận của nước sông 1 BOD5 mg/l 4 2 Còn 2 BOD5 mg/l 4 6 Hết File: BC Tong hop Trang 15 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp Bảng 1.3 Khả năng tiếp nhận của nguồn nước bảo vệ đời sống thủy sinh Trường hợp Thông số ô nhiễm Đơn vị Tiêu chuẩn chất lượng nước ngọt bảo vệ đời sống thủy sinh TCVN 6774-2000 Chất lượng nước sông thực tế Khả năng tiếp nhận của nước sông 1 BOD5 mg/l 10 2 Còn 2 BOD5 mg/l 10 6 Còn Từ số liệu trong 2 bảng trên cho thấy, với trường hợp thứ 2, nước sông có nồng độ BOD5 là 6 mg/l. Nếu nguồn nước sông đó được dùng cấp nước sinh hoạt (Bảng 1.2) thì sông không còn khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm BOD5 nữa. Nhưng nếu nguồn nước sông chỉ có mục đích bảo vệ đời sống thủy sinh (Bảng 1.3) thì sông vẫn còn khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm BOD5. Một điều đáng lưu ý nữa là Nhà nước cũng có quy định về vùng bảo hộ vệ sinh khu vực lấy nước cấp cho sinh hoạt. Trong Luật Tài nguyên nước (1998), Điều 14 có quy định rõ: ”Cấm xả nước thải, đưa các chất thải gây ô nhiễm vào vùng bảo hộ vệ sinh của khu vực lấy nước sinh hoạt”. Như vậy, nếu một đoạn sông nào đó đã được quy định là vùng bảo hộ vệ sinh khu vực lấy nước sinh hoạt, thì không được phép xả nước thải vào đoạn sông đó bất kể nước thải đó có đạt tiêu chuẩn gì. Hay nói cách khác, đoạn sông đó không còn khả năng tiếp nhận nước thải nữa. 1.3.3 Đặc điểm của nguồn nước tiếp nhận Lưu lượng nguồn nước, chế độ dòng chảy Hiển nhiên là trong cùng một con sông với cùng các điều kiện khác về dòng chảy thì khi lưu lượng của sông càng lớn, khả năng pha loãng và tự làm sạch các chất ô nhiễm của nguồn nước cũng càng lớn. Tuy nhiên, trong cùng một con sông với cùng một giá trị lưu lượng thì dòng chảy có chế độ không ổn định (chẳng hạn do ảnh hưởng của thủy triều) thì khả năng xáo trộn của dòng chảy sẽ tăng lên nhiều so với dòng chảy ổn định. Ở những đoạn sông chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều, mực nước và dòng chảy trong sông thay đổi nhiều nên khả năng xáo trộn chất ô nhiễm cũng tăng nhiều hơn so với những thủy vực ảnh hưởng của chế độ nhật triều. Hình thái địa hình lòng dẫn Sông quanh co, địa hình đáy sông gồ ghề sẽ tạo điều kiện cho dòng nước hình thành ra nhiều các dòng chảy ngang, dòng chảy xoáy cục bộ trong sông và tác động đến khả năng xáo trộn, khuếch tán các chất ô nhiễm có trong nước. Dòng nước có nhiều xoáy cũng sẽ tạo điều kiện cho ôxy trong không khí hòa tan vào nước, tác động đến quá trình sinh hóa diễn ra trong nước. File: BC Tong hop Trang 16 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp Thành phần, nồng độ thông số ô nhiễm có trong nước sông Không có nguồn nước sông nào là sạch tuyệt đối. Trong nguồn nước sông có thể có sẵn một số các chất ô nhiễm với các nồng độ khác nhau. Nếu nồng độ của các thông số ô nhiễm có sẵn trong nguồn nước càng cao thì càng hạn chế khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm đó. Ngoài ra trong nguồn nước sông luôn có sẵn một số các chất hóa học nhất định. Nguồn gốc của các chất hóa học này là từ nước mưa rửa trôi trên mặt đất hoặc từ nước ngầm chảy chảy qua các tầng đất rồi chảy ra sông. Đặc điểm của hệ sinh thái thuỷ sinh Trong nguồn nước ở những điều kiện bình thường, sẽ diễn ra chu trình kín và sự cân bằng giữa sự sống của các loài động, thực vật và vi sinh vật. Các chất hữu cơ được vi khuẩn ôxy hóa phân hủy thành các chất đơn giản, giải phóng ra CO2. Quá trình quang hợp của các loài thực vật dưới nước lại sử dụng CO2 và sản sinh ra ôxy. Ôxy lại rất cần cho các loài động vật như tôm, cá, ốc, hến, ... Các loại cây cỏ thủy sinh cũng có tác động trực tiếp về mặt vật lý đến vận tốc dòng chảy như tạo ra các dòng rối làm tăng sự xáo trộn chất ô nhiễm trong nước. Tuy nhiên, nếu cỏ cây quá nhiều sẽ làm cản trở dòng chảy, dẫn đến nguồn nước bị tù đọng và có tác động xấu đế khả năng tiêu thoát chất ô nhiễm. Do vậy, hệ sinh thái thuỷ sinh là yếu tố tác động quan trọng đến khả năng xáo trộn, phân hủy, tự làm sạch của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm. Thông thường, hệ sinh thái thủy sinh càng phong phú thì khả năng tự làm sạch của nguồn nước càng lớn. Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng hệ sinh thái của các đầm lầy, các khu đất ngập nước để xử lý nước thải. 1.3.4 Đặc điểm của nguồn nước thải Thành phần, nồng độ thông số ô nhiễm có trong nước thải Nước thải gồm nhiều loại với rất nhiều thành phần khác nhau và làm ô nhiễm nguồn nước theo các cách khác nhau. Dưới đây là một số chất điển hình. Chất hữu cơ, chủ yếu từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp thực phẩm, phân súc vật. Lượng chất hữu cơ có thể phân huỷ bằng phương pháp sinh học đựoc đo bằng các thông số như: Nhu cầu ô xy sinh-hoá (BOD); nhu cầu ô xy hoá học (COD), tổng cac bon hữu cơ (TOC) và tổng nhu cầu ô xy. Kim loại nặng: Thông thường, kim loại nặng có xuất xứ từ các ngành công nghiệp khác nhau và một phần nhỏ từ thiên nhiên. Những kim loại nặng chính là đồng, crôm, catmi, kẽm, chì, niken và thuỷ ngân.. Muối hoà tan: Có nhiều loại muối có nguồn gốc từ việc khai thác mỏ hoặc một số ngành công nghiệp khác như công nghiệp thực phẩm, hoá chất v..v… Các loại vi sinh vật: Mặc dầu vi sinh vật có mặt một cách tự nhiên trong mọi File: BC Tong hop Trang 17 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp loại nước, nước thải xả trực tiếp từ các nhà máy xử lý nước thải, bệnh viện, chuồng trại cũng có thể đưa các vi khuẩn gây bệnh vào nguồn nước và gây bệnh cho người và gia súc. Thông số đặc trưng cho loại ô nhiễm này là coliform. Các đặc tính vật lý như nhiệt độ, độ đục, mầu nước, cũng đóng những vai trò quan trọng do tác động tới các thông số khác. Nếu xét theo khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước thì có thể phân nhóm các chất ô nhiễm thành các nhóm chính sau: • Nhóm chất dễ phân hủy, suy giảm theo thời gian: BOD, COD, N, P, ... • Nhóm chất khó phân hủy: TSS, Kim lọai nặng, dung môi hữu cơ Với đặc điểm của từng nhóm đó, việc tính khả năng tiếp nhận sẽ khác nhau. Với các chất khó phân hủy thì trong tính toán, nồng độ các chất đó được coi như không biến đổi theo thời gian. Với những chất dễ phân hủy, suy giảm theo thời gian thì trong tính toán có thêm các phương trình của nồng độ biến đổi theo thời gian. Lưu lượng xả, phương thức xả, chế độ xả, vị trí xả Lưu lượng nước thải có liên quan trực tiếp đến chế độ thủy lực và khả năng pha loãng của sông; do vậy, tác động trực tiếp đến khả năng tiếp nhận nước thải của sông. Các phương thức xả khác nhau (xả trên mặt, xả ngầm, xả đáy, xả ven bờ, xả giữa sông, ...) và chế độ xả khác nhau (liên tục hay gián đoạn) đều có tác động đến khả năng pha loãng, khuếch tán, phân hủy chất ô nhiễm; do vậy, tác động đến khả năng tiếp nhận nước thải của sông. Chẳng hạn, nếu nước thải được xả ngầm vào giữa sông thì các chất ô nhiễm sẽ được khuếch tán nhanh hơn nhiều so với phương thức xả tràn nước thải ngay ven bờ sông đó. 1.3.5 Các yếu tố về thời tiết, khí tượng Nhiệt độ, gió, độ ẩm không khí, áp suất khí quyển, bức xạ mặt trời là các yếu tố tác động đến: lượng ôxy hòa tan trong nước; sự phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật; sự quang hợp của các loài thực vật dưới nước, ... Do vậy, các yếu tố về thời tiết, khi tượng là các yếu tố tác động không nhỏ đến khả năng phân hủy, tự làm sạch của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm. 1.3.6 Tiêu chuẩn xả thải và cấp phép xả nước thải Nhà nước đã ban hành tiêu chuẩn xả thải cho một số loại nước thải. Chẳng hạn TCVN 5945-2005 là Tiêu chuẩn Việt Nam áp dụng cho nước thải công nghiệp. Theo quy định, chất lượng nước thải công nghiệp khi chưa vượt quá TCVN 5945-2005, loại A có thể đổ vào các vực nước thường được dùng làm nguồn nước cho mục đích sinh hoạt. Tuy nhiên, trong thực tế, nếu chất lượng nước sông đã ô nhiễm đến mức không còn khả năng tiếp nhận nữa như trong trường hợp 2 ở Bảng 1.4, thì dù nước thải có đạt tiêu chuẩn cho phép vẫn gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến mục đích sử dụng của nguồn nước. File: BC Tong hop Trang 18 / 94 Nghiên cứu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Báo cáo Tổng hợp Bảng 1.4 So sánh chất lượng nước sông với các Tiêu chuẩn chất lượng nước Chất lượng Tiêu chuẩn chất lượng Tiêu chuẩn chất lượng nước thải CNghiệp nước mặt cấp cho sinh hoạt nước sông thực tế TCVN 5945-2005,loại A TCVN 5942-1995, loại A Trường hợp Thông số ô nhiễm Đơn vị 1 BOD5 mg/l 4 2 30 2 BOD5 mg/l 4 6 30 Do vậy, trong công tác cấp phép xả nước thải, cần phải xem xét đánh giá khả năng tiếp nhận của nguồn nước trên cơ sở của các điều kiện thực tế của nguồn nước đó kết hợp với các tiêu chuẩn chất lượng nước mặt (theo mục đích sử dụng của nguồn nước) và tiêu chuẩn chất lượng nước thải để quyết định việc cấp phép xả nước thải vào nguồn nước. File: BC Tong hop Trang 19 / 94